[发明专利]柔索牵引摄像机传动限位装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械定位控制技术领域，进一步涉及用柔索牵引摄像机精确定位控制装置，专指一种柔索牵引摄像机传动限位装置。

背景技术

目前工业界有多种实现空间运动目标定位控制的机器人，其实现物体运动的驱动装置是液压缸、气缸、电动缸和旋转关节等刚性器件，某些结构用到滑轮。现有的滑轮一般由滑轮轴上安装滑轮置于支座上构成，滑轮轴相对于支座固定，绳子转动的方向垂直于滑轮轴，绳子转向、换向受到限制，无法在大范围内实现运动目标的控制。

Garrett W.Brown所申请的专利“用于支撑和传输悬索系统的装置，如摄像机(SUSPENSION SYSTEM FOR SUPPORTING AND CONVEYING EQUIPMENT，SUCH AS A CAMERA)”(申请号760390，申请日1985.07.30，专利号4710819)公开了一种四索牵引摄像机的结构设计系统。把整体结构的示意，以及末端控制目标的机械稳定结构作为重点，在一定程度上满足了四索牵引摄像机的控制要求。但是该专利仍然存在的不足之处是：用于牵引柔索的驱动器位置没有给出，支撑塔柱顶端用于改变柔索方向的滑轮结构没有描述。

李涌泉、姚震华所申请的专利“万向滑轮座”(申请号00248158.8，申请日2000-08-18)公开了一种适合绳子转向、换向的滑轮座。把滑轮座的转向、换向功能做了重点介绍，可以满足绳子的转向、换向功能。但是该专利仍然存在的不足之处是：结构仍较为复杂，滑轮座转动处没有设置减小摩擦的装置，摩擦力较大，滑轮座容易损坏。

发明内容

本发明的技术目的是克服上述现有技术中存在的问题，研制一种柔索牵引摄像机传动限位装置；使整体安装结构简单，在大范围内实现目标的运动控制。

本发明为实现上述技术目的采用的技术解决方案是：所提供的柔索牵引摄像机传动限位装置，由支撑塔柱，滑轮支撑架，驱动器，滑轮组，柔索和摄像机组成。所述支撑塔柱为四根，垂直固定于地面，构成一个供摄像机移动的长方体空间范围。滑轮支撑架、驱动器和滑轮组各为四个，在每根支撑塔柱的顶端固定一个滑轮支撑架，用于固定滑轮组；所述滑轮组由底座、滑轮、滑轮轴与滑轮支座构成，滑轮置于滑轮轴中央，滑轮轴的两端固定在滑轮支座的两个支耳上，使滑轮能够围绕滑轮轴转动；在底座上有一锥台，锥台中央为安装轴，安装轴上设一通线孔，用于穿柔索；在锥台与滑轮支座之间安装有滚珠，滑轮支座围绕安装轴在锥台上转动，这两个转动方向相互垂直。所述柔索缠绕在驱动器上，分别通过各自支撑塔柱顶端的滑轮支撑架和滑轮组，共同连接到摄像机上；所述驱动器固连于支撑塔柱底端，驱动器与计算机连接，计算机同时控制四个驱动器来控制柔索的收与放。

本发明的滑轮周向设有一凹槽，安装轴上通线孔的位置与滑轮凹槽的位置匹配，保证柔索紧贴凹槽，通过柔索的移动来带动滑轮转动；滑轮上的凹槽深度为柔索直径的4-6倍，以保证柔索紧贴滑轮凹槽；滑轮的凹槽宽度为柔索直径的1.5-2倍，以减小滑轮凹槽与柔索之间的摩擦力，并使柔索能在凹槽中移动，在滑轮上产生轴向力，带动滑轮支座在锥台上转动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、用柔索来牵引摄像机，成本低；柔索可采用钢索、绳索等柔性元件结构，更换和维修极为方便；这种低成本的柔索定位控制装置，很容易实现大范围内运动目标的位置控制，扩大空间运动目标定位控制的应用范围。

2、本发明采用的滑轮组具有万向的功能，解决了普通滑轮转向、换向受限制的问题，并且结构简单，安装方便。当目标在较大范围、较大跨度运动时，柔索必然大范围的摆动，柔索的出口方向会随时变化。采用滑轮组，可以随意地改变柔索的方向，使柔索出口处免受侧向力的作用而破坏，由于滑轮支撑架、安装轴上有通线孔，滑轮周向有凹槽，安装轴上通线孔的位置与滑轮凹槽的位置匹配，解决了柔索从滑轮上脱落的问题。通过滑轮组的合理设计，实现了柔索方向在许可范围内的变动。

3、将驱动器固定于支撑塔柱的底部，用于控制柔索，使整体结构简单，利于装配和维护；支撑塔柱顶端设有滑轮支撑架，方便于滑轮组的安装。

4、滑轮支撑架和安装轴上设有通线孔，可以保证柔索顺畅通过滑轮凹槽。

5、通过实验，证明在边长为5*3米，高度为3米的长方体空间运动范围内，可以实现摄像机良好的定位精度。

附图说明

图1是本发明柔索牵引摄像机传动限位装置定位示意图；

图2是本发明滑轮组结构示意图；

图3是滑轮组左视图的剖视图。